Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Материальный баланс массообмена. Рабочая линия.
Рабочие концентрации распределяемого вещества не равны равновесным, и в действующих аппаратах никогда не достигают равновесных значений. Зависимость между рабочими концентрациями, распределяемого вещества в фазах Y = f(X ) изображается линией, которая носит название рабочей линии Процесса. Вид функции Y = f(X ) или уравнение рабочей линии в его общем виде, является одинаковым для всех массообменных процессов и получается из их материальных балансов. Рассмотрим схему массообменного аппарата, работающего в режиме идеального вытеснения при противотоке фаз (рисунок 3.2). Пусть в процессе массопередачи из фазы в фазу, например из газовой фазы в жидкую, переходит только один распределяемый компонент. Сверху в аппарат поступает Lн кг/сек одной фазы (жидкой), содержащей Хн массовых долей распределяемого компонента, а снизу из аппарата удаляется Lк кг/сек той же фазы, содержащей Хк массовых долей распределяемого компонента. Снизу в аппарат поступает Gн кг/сек другой фазы (газовой) концентрацией Уни сверху удаляется Gк кг/сек этой фазы, имеющей концентрацию Укмассовых долей распределяемого компонента. Тогда материальный баланс по всему веществу
Gн + Lн = Lк + Gк (3.4)
и материальный баланс по распределяемому компоненту
Gн× Ун + Lн× Хн = Lк× Хк + Gк× Ук (3.5)
Уравнение материального баланса для части аппарата от его нижнего конца до некоторого произвольного сечения, для которого расходы фаз составляют G и L кг/сек, а их текущие концентрации равны Уи Хсоответственно. Материальный баланс по всему веществу Gн + L = Lк + Gк (3.6)
и материальный баланс по распределяемому компоненту
Gн× Ун + L× Х = Lк× Хк + G× У (3.7)
Решая это уравнение относительно У, получим (3.8)
Уравнение (3.8) представляет собой уравнение рабочей линии, выражающее связь между рабочими концентрациями распределяемого компонента в фазах для произвольного сечения аппарата.
Если концентрации фаз мало изменяются по высоте аппарата, то расходы фаз по его высоте можно с достаточной для практических целей точностью считать постоянными, т. е. принять L = const и G = const. В этом случае уравнение (3.8) приходит к виду:
(3.9)
Вводя обозначения и , получаем уравнение прямой линии:
У = А×Х +В
Таким образом, рабочая линия представляет собой прямую, которая наклонена к горизонту под углом, тангенс которого равен А, и отсекает на оси ординат отрезок, равный В. Рабочая линия для всего аппарата ограничена точками с координатами Хн и Ук(верхний конец аппарата, рисунок 3.2) и Ук и Хн(нижний конец аппарата). Если расходы фаз значительно изменяются по высоте аппарата, то материальные балансы по компоненту- носителю для части аппарата от его нижнего конца до произвольного сечения (где концентрации фаз равны Х и У) выражаются уравнениями: и (3.10) откуда
и (3.11) Подставив значения L и G в общее уравнение материального баланса (3.7) и после соответствующих преобразований, получим (3.12) Из уравнения полученного уравнения следует, что в рассматриваемом случае рабочая линия криволинейна. Направление массопередачи. Распределяемое вещество всегда переходит из фазы, где его содержание выше равновесного, в фазу, в которой -концентрация этого вещества ниже равновесной. Направление переноса распределяемого вещества, т. е. направление массопередачи, можно определить с помощью линии равновесия и рабочей линии (рисунок 3.3).
Пусть массопередача происходит между фазами Фхи Фу, рабочие концентрации которых равны Х и Усоответственно. Если рабочая линия расположена ниже линии равновесия {рисунок 3.3 а), то для любой точки, например точки А рабочей линии, У< У * и Х> Х *, где У * и Х* - равновесные концентрации. Следовательно, распределяемое вещество (компонент) будет переходить в этом случае из фазы Фхв фазу Фу. Перенос в таком направлении происходит, например, в процессе ректификации, где более летучий компонент переходит из жидкой фазы ( Фхв паровую Фу ). Если же рабочая линия расположена выше линии равновесия (рисунок 3.3 б), то для произвольно выбранной на рабочей линии точки А концентрация У > У*и Х< Х*. При этом распределяемый компонент будет переходить из фазы Фу в фазу Фх.
В качестве примера такого направления массопередачи можно указать на направление переноса в процессе абсорбции, где распределяемый компонент (поглощаемый газ) переходит из газовой фазы (Фу) в жидкую (Фх). Таким образом, на У - Х -диаграмме направление процесса массопередачи может быть определено по взаимному положению равновесной и рабочей линий. Скорость массопередачи
|
||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-09-20; просмотров: 2042; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.141.29.145 (0.006 с.) |